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賀德克壓力傳感器原理介紹

時間:2018-9-10閱讀:1652
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壓力傳感器是工業(yè)實踐中為常見的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種自控環(huán)境,設(shè)計水利水電,鐵路交通,只能建筑,生產(chǎn)自控,航空航天,軍工,石化,油井,電力,船舶,機(jī)床,管道等眾多行業(yè)。
壓力傳感器選型中的密封壓和表壓有什么區(qū)別:密封壓力是指壓力傳感器的背壓腔密封了一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的參考壓力,背壓腔與大氣壓力相隔離,故采用密封壓可以保持壓力傳感器較高的抗環(huán)境能力(例如:潮濕、大氣壓力流動等)。當(dāng)測量表壓時會受到大氣壓力的變化產(chǎn)生影響。但當(dāng)測量較高量程的表壓力時(例如350bar),大氣壓力變化的影響可以忽略不計,故密封壓力產(chǎn)品常用在測量高壓力量程的場所。
表壓力是指壓力傳感器背壓腔直接通大氣,大的優(yōu)勢是測量表壓時不受外界大氣壓力的變化影響,但抗環(huán)境能力相對弱一些。主要用在小壓力量程的場所。
壓力傳感器是工業(yè)實踐中為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。  
壓力傳感器原理:
我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì),當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時,就產(chǎn)生了極化效應(yīng);當(dāng)機(jī)械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng),這就是所謂的極化效應(yīng)??茖W(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器?! 弘妭鞲衅髦兄饕褂玫膲弘姴牧习ㄓ惺ⅰ⒕剖徕涒c和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在一定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質(zhì)*消失(這個高溫就是所謂的“居里點”)。具體詳見:賀德克壓力傳感器原理介紹。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用?! ≡诂F(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等?! 弘娦?yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經(jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力?! 弘妭鞲衅髦饕獞?yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。  壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣。除了壓電傳感器之外,還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器,利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們*的用途。
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